NL1033983C2

NL1033983C2 - Inrichting voor het opwekken van extreem ultraviolette straling door middel van elektrische ontlading aan regenereerbare elektroden.

Info

Publication number: NL1033983C2
Application number: NL1033983A
Authority: NL
Inventors: Christian Ziener; Gudio Hergenhan; Frank Flohrer
Original assignee: Xtreme Tech Gmbh
Priority date: 2006-06-13
Filing date: 2007-06-13
Publication date: 2010-08-17
Also published as: US7649187B2; US20080006783A1; JP4288290B2; JP2008004932A; DE102006027856B3; NL1033983A1

Description

Titel: Inrichting voor het opwekken van extreem ultraviolette straling door middel van elektrische ontlading aan regenereerbare 5 elektroden.

De uitvinding heeft betrekking op een inrichting voor het opwekken van extreem ultraviolette (EUV) straling op basis van een door middel van elektrische ontlading opgewekt plasma, waarbij elektroden zijn 10 bedekt met een bedekkingsmateriaal dat bij door een energiestraal veroorzaakte locale verdamping van emittermateriaal en aansluitende plasmaopwekking door elektrische ontlading tussen de elektroden tenminste ten dele wordt opgeofferd en door een continue beweging van de elektroden vernieuwbaar is, waarbij voor elke elektrode een houder met een 15 metaalsmelt voor het regenereren van de bedekking en voor elektrische contactvorming van de elektroden met een gepulste hoogspanningsbron beschikbaar is. De uitvinding is in het bijzonder voorzien voor het vervaardigen van langlevende EUV-stralingsbronnen voor de halfgeleider lithografie.

20 Een in de stand der techniek bekende werkwijze, zoals die bijvoorbeeld in WO 2005/025280 (DE 103 42 239 Al) is beschreven, gebruikt roterende schuifelektroden. Daarbij zijn de elektroden aan de omtrek in een smelt uit metallisch emittermateriaal gedompeld, zodat ze bij voortdurende draaiing bevochtigd worden en een dunne laag van de smelt daaraan houdt. 25 Door middel van een laserstraal wordt een deel van de laag van de metaalsmelt verdampt, om vervolgens de elektrische ontlading te ontsteken, waarbij verdere delen van de metaalsmelt van de laag verdampt en/of als smelt uitgedreven worden. Men kan de laag van metaalsmelt derhalve ook als offerlaag op de elektroden aanduiden.

1 Λ 71(107 2

Deze regeneratieve opbrenging van metaalsmelt zorgt voor verre gaand gelijke verdampingsverhoudingen voor elke laserpuls, maar heeft de volgende nadelen, A. Op grond van de dicht bij elkaar geplaatste 5 schijfelektroden wordt een groet deel van de door het plasma als elektromagnetische en deeltjesstraling geëmitteerde energie in verhoudingsgewijs kleine volumes van de elektroden geabsorbeerd, zodat deze aanzienlijk worden verhit.

10 B. Vanwege de korte verblijfduur van de elektroden in de metaalsmelt voldoet de koeling van de elektroden in de smelt niet, zodat een additionele vloeistofkoeling in het binnenste van de elektroden noodzakelijk is, waarbij voor de lagering en aandrijving van de draai-15 elektroden vacuümdoorvoeren gebruikt moeten worden, die slechts een beperkte levensduur hebben.

C. Een combinatie van de draai-elektroden met een injectie van vloeibaar of vast materiaal in het ontladingsgebied voor massagelimiteerde toevoer van 20 een combinatie van de draai-elektroden met een injectie van vloeibaar of vast materiaal in het ontladingsgebied voor massagelimiteerde toevoer van emittermateriaal (bijvoorbeeld beschreven in de niet hiervoor geopenbaarde DE 10 2005 030 304 Al) is ten 25 gevolge van de smalle spleet tussen de dicht bij elkaar geplaatste schijfelektroden slechts met een tangentiaal verlopende vluchtbaan mogelijk, zodat de daaruit resulterende lange vluchtpad nadelig is voor een goede puls-tot-pulsstabiliteit.

3 D. Vanwege de geometrische randvereisten kunnen slechts meervoudig geschakelde reflectieoptieken met scherende stralingsinval worden ingezet voor het bundelen van de uit het plasma geëmitteerde straling, 5 waardoor de benutbare ruimtehoek van geëmitteerde straling sterk is begrenst.

De uitvinding heeft tot doel een nieuwe mogelijkheid te realiseren voor een EUV-stralingsbron op basis van een elektrische ontlading, waarbij 10 een lange levensduur van de gebruikte elektroden en een mogelijk grotere ruimtehoek voor de bundeling van de uit het plasma geëmitteerde straling wordt bereikt.

Volgens de uitvinding wordt het doel bereikt bij een inrichting voor het opwekken van extreem ultraviolette straling op basis van een door 15 middel van elektrische ontlading opgewerkt plasma, waarbij de elektroden met een bedekkingsmateriaal zijn bedekt, dat bij door een energiestraal veroorzaakte lokale verdamping van emittermateriaal en aansluitende plasmaopwekking door de elektrische ontlading door de elektroden tenminste ten dele wordt opgeofferd en door een continue beweging van de 20 elektroden vernieuwbaar is waarbij voor elke elektrode een houder met een metaalsmelt uit bedekkingmateriaal beschikbaar is voor het regenereren van de bedekking en voor elektrische contactvorming van de elektroden met een gepulste hoogspanningsbron, doordat de elektroden in de vorm van twee eindeloze over geleiderrollen omlopende bandelektroden zijn verschaft die 25 een gebied met geringe afstand ten opzichte van elkaar verschaffen, waarin de elektrische ontlading voor het opwekken van het plasma optreedt, dat elke bandelektrode over ten minste één geleiderrol in de met de metaalsmelt gevulde houder is gevoerd, waarbij de respectieve bandelektrode met een wezenlijk vergroot deel van de bandlengte in de metaalsmelt is 30 ondergedompeld en na het uittreden uit de metaalsmelt door een afstrijker 4 is gevoerd om een gedefinieerde dikte van het bedekkingsmateriaal op de bandelektrode te verkrijgen, en dat middelen voor het aandrijven van elke bandelektrode zijn verschaft, waarbij de bandelektrode tijdens een omloop in de houder met metaalsmelt is ondergedompeld, in een vacuümkamer aan 5 een plaats van de gewenste plasmaopwekking is voorbij gevoerd en na de elektrische ontlading in de houder met metaalsmelt is teruggevoerd.

Bij voorkeur zijn de bandelektroden als gesloten vlakke banden met geringe breedte of als gesloten ronde draden uitgevoerd. Ze kunnen echter ook als gesloten strengprofiel met kleine doorsnee vlakken en 10 eventueel convexe doorsnee vorm zijn uitgevoerd. Als dragermateriaal van de bandelektroden kunnen doelmatig werktuigstalen maar ook tweecomponenten werkstoffen zoals kobalt molybdeen staal worden toegepast, zoals die ook voor hoogvermogen handzagen worden toegepast.

Het dragermateriaal van de bandelektroden moet eventueel voor 15 de vereiste bedekking van het bedekkingsmateriaal nog van een voor dat bedekkingsmateriaal bevochtigend oppervlak worden voorzien.

Als bedekkingsmateriaal worden doelmatig metalen met lage smelttemperatuur ingezet, bijvoorbeeld zink of tin, of verbindingen of legeringen met deze metalen.

20 Indien het bedekkingsmateriaal tegelijkertijd als emittermateriaal is verschaft, komt bijvoorbeeld tin en/of een tinverbinding of legering van pas. Indien emittermateriaal afzonderlijk in de vorm van druppels of kogeltjes door energiestraalionisatie en aansluitende vonkontlading op plasmatemperaturen verhit wordt, waarbij straling in het gewenste 25 spectrataalgebied wordt geëmitteerd, kunnen eventueel andere bedekkingsmaterialen, voornamelijk laagsmeltende metalen, waarvan elektrisch geleidende verbindingen of legeringen voor de bandelektroden worden gebruikt het emittermateriaal kan in dit geval ook niet metallisch (bijvoorbeeld xenon) zijn.

5

Voor het vergroten van de loopweg van de bandelektroden in de behouder van metaalsmelt zijn bij voorkeur geleiderrollen voor meandervormige geleiding van de bandelektroden aangebracht, om vooral de koeling van de door het plasma verhitte bandelektrode te verbeteren. De 5 koeling is bijzonder eenvoudig perspectief instelbaar, terwijl de verblijfduur van de bandelektroden in de metaalsmelt door de lengte van de houder en een verlenging van de doorlooplengte over meandervormig geplaatste geleiderrollen kan worden ingesteld. Bovendien worden door bandelektroden ten gevolge van de geringe geometrische absorptievlakken 10 bovendien kleinere warmtehoeveelheden uit het plasma geabsorbeerd. Het grootste deel van de in het plasma ontstaande warmte kan derhalve op grotere afstand (bijvoorbeeld aan de wanden van de vacuümkamer) bij kleinere vermogensdichtheden worden afgevoerd.

Voor additionele koeling van de bandelektroden kunnen doelmatig 15 nog na het doorlopen van de behouder van metaalsmelt koelinrichtingen geplaatst zijn.

Voor het spannen van de bandelektroden is bij voorkeur ten minste één geleiderrol als spanrol verstelbaar, bij voorkeur geveerd, gelagerd. De aandrijving van de bandelektroden kan door een rotatieaandrijving aan één 20 geleiderrol gebeuren, waarbij de overdracht van de bij voorkeur buiten de vacuümkamer opgewekte draaibeweging door middel van één motor naar de zich in de vacuümkamer bevindende geleidingsrol verslijtarm te realiseren is door middel van een magneetkoppeling.

Bij voorkeur zijn de geleiderrollen van een bandelektrode zo 25 geplaatst dat de bandelektrode in een enkel vlak omloopt. In een doelmatige eerste variant is elk der bandelektroden in één vlak geplaatst dat overeenkomt met het vlak van de andere bandelektrode, waarbij de bandelektroden in een gebied van de vacuümkamer door tegenoverliggende geleiderrollen een kleinste afstand ten opzichte van elkaar hebben, 30 waardoor de plaats van de gewenste plasmaopwekking is gedefinieerd. In 6 een tweede variant zijn de bandelektroden in een vlak geplaatst, dat met het vlak van de andere bandelektroden overeenkomt, waarbij de bandelektroden in een begrensd deel van de vacuümkamer met geringe onderlinge afstand parallel zijn uitgericht en de plaats van de gewenste 5 plasmaopwekking daardoor is gedefinieerd dat door middel van locale energietoevoer ten gevolge van een verdamping en voorionisatie van emittermateriaal de elektrische ontlading doelgericht teweeg te brengen is. Daardoor kan de plaats van het plasma van de geleiderrollen verwijderd worden gekozen. Bij een derde variant is elke bandelektrode in een vlak 10 geplaatst dat van het vlak van de andere bandelektrode verschilt, zodat delen van de bandelektroden op de plaats van de gewenste plasmaopwekking scheef ten opzichte van elkaar uitgericht en in plaats met een kleinste afstand te verschaffen.

Om de plaats van het plasma stabiel te kunnen instellen is het van 15 voordeel een energiestraal voor het verdampen (voorioniseren) van emittermateriaal op de gewenste plaats van plasmaopwekking tussen de beide bandelektroden te richten, zodat door de voorionisatie van het emittermateriaal een gebied met hogere geleidbaarheid voor lokaal begrensde ontlading en plasma totstandkoming tussen de beide 20 bandelektroden voegt. Daarbij kan de energiestraal in een eerste variant op de gewenste plaatst van de plasmaopwekking op het bedekkingsmateriaal van de bandelektroden zijn gericht, waarbij als bedekkingsmateriaal een metallisch emittermateriaal dat in het gewenste EUV-gebied efficiënt emitteert is geplaatst. Bij voorkeur worden de bandelektroden daarbij met 25 tin of een tinhoudende verbinding of legering bedekt.

In een tweede variant wordt de energiestraal op de gewenste plaats van de plasmaopwekking tussen de beide bandelektroden op een druppelstroom van emittermateriaal gericht, waarbij telkens één druppel (massgelimiteerd) wordt verdampt (voorgeïoniseerd), om door middel van de 30 elektrische ontlading het oplichtende plasma op te wekken. Daarbij kan de 7 druppelstroom met voordeel uit vloeibaar gemaakt xenon, tin, tinverbindingen of tinlegeringen bestaan. De geringe benodigde ruimte van de elektroden rond het ontladingsgebied maakt nagenoeg willekeurige positionering mogelijk van de spuitopening voor het additioneel inbrengen 5 van druppelvormig emittermateriaal. Op grond van de geometrische vrije ruimte kan de afstand van de spuitopening tot het plasma zodanig worden gekozen, dat ten gevolge van de positioneernauwkeurigheid van de druppel op de plaats van het plasma een toereikende puls-tot-pulsstabiliteit van de stralingsbron maar ook een toereikende bescherming van de spuitopening 10 tegen erosie is verzekerd.

In een voordelige derde variant is de energiestraal op de gewenste plaats van de plasmaopwekking tussen de beide bandelektroden op een druppelstroom van metallisch emittermateriaal gericht, waarbij telkens één druppel wordt verdampt en het emittermateriaal tegelijkertijd als 15 bedekkingsmateriaal van de bandelektroden is ingezet. Daarbij wordt als emittermateriaal bij voorkeur tin, of een tinhoudende verbinding of legering ingezet.

Als energiestraal kan een laserstraal, een elektronen of ook een ionenstraal worden toegepast.

20 Met de uitvinding is het mogelijk een EUV-stralingsbron op basis van een elektrische ontlading te realiseren, die een lang levensduur van de gebruikte elektroden garandeert en waarbij de uit het plasma geëmitteerde straling uit een aanzienlijk grotere ruimtehoek benutbaar is dan bij draaielektroden (minder geometrische schaduwvorming). De hoge 25 levensduur van de elektroden wordt enerzijds veroorzaakt door de met een industrieel zeer goed geteste bedekkingstechnologie regeneratief opgebrachte laag als anderzijds de eenvoudige en effectieve buitenkoeling (zonder separate koelvloeistof en vacuüm draaidoorvoeren voor binnenkoeling). Ten gevolge van de geringe geometrische schaduwvorming 30 kunnen verder ook collectoren met in hoofdzaak loodrechte stralingsinfo 8 worden toegepast, waardoor een hogere collectie-efficiëntie (factor 2) mogelijk is.

In tegenstelling tot de bij draaielektroden bekende problemen, dat geïoniseerde tindamp of geïoniseerd poedergas tot ongewenste parasitaire 5 ontladingen leidt kunnen dergelijke gasvormige ladingswolken bij de uitvinding sneller uit het gebied van de voor de ontlading relevante elektrodedelen ontsnappen, ontsnappen, aangezien er geen begrenzende elektrodespleet met groot oppervlak is.

De uitvinding wordt thans nader toe gelicht aan de hand van de 10 uitvoeringsvoorbeelden. De tekeningen tonen:

Fig. 1: een principeaanzicht van de inrichting volgens de uitvinding met elektroden in de vorm van eindeloze omlopende banden,

Fig. 2 een variant met injectie en laserstimulatie van emittermateriaal voor het verschaffen van een gedefinieerde plaats van de 15 plasmaopwekking,

Fig. 3 een gemodificeerde variant volgens Fig. 2, waarbij het bedekkingsmateriaal tegelijkertijd emittermateriaal is en de plaats van de plasmaopwekking door verdamping van bedekkingsmateriaal in het gebied van vrijlopende banddelen op afstand is gehouden van het gebied van de 20 geleidingsrollen van de bandelektroden,

Fig. 4 een weergave in perspectief van een variant waarbij de bandelektroden in twee elkaar snijdende vlakken omlopen, waarbij de bandelektroden in het gebied van de plasma totstandkoming langs geometrisch scheef ten opzichte van elkaar georiënteerde richting verlopen 25 en in het gebied van de kleinste afstand het plasma wordt opgewerkt,

Fig. 5 Een zijaanzicht van de weergave van Fig. 4 met kijkrichting langs de snijlijnen van de vlakken van de beide omlopende bandelektroden, waarbij voor de collectoroptiek met nagenoeg loodrechte stralingsinval de invallende en gereflecteerde stralingsbundels gestileerd zijn ingetekend.

9

De uitvinding bestaat in haar basisinrichting voor het opwekken van een vonkplasma als stralingsbron, zoals in Fig. 1 als schematische weergave getoond, uit een in een vacuümkamer 1 geplaatste elektrode-eenheid 2 met twee eindeloos omlopende bandelektroden 21 en 22, waarbij 5 een bedekkingsmateriaal als elektrisch verbonden metaalsmelt 26 op de bandelektrode 21 en 22 is aangebracht en een emittermateriaal door middel van een energiestraal 5 op een plaats van de gewenste plasmaopwekking 6 wordt verdampt, om een gedefinieerd heet plasma door een elektrische ontlading 61 tussen de bandelektroden 21 en 22 op te wekken. Onder 10 bandelektroden 21 respectievelijk 22 worden hieronder - zonder beperking van de algemeenheid - twee eindeloos omlopende vlakke banden, ronde of profieldraden verstaan waarbij van de bovenvlakken een zekere hoeveelheid aan bedekkingsmateriaal bij elke ontladingsstap wordt verdampt (geofferd). Voor het realiseren van een lange elektrodenlevensduur in de omgeving van 15 het plasma wordt het verdampte bedekkingsmateriaal als offerlaag in een continue proces steeds op de bandelektroden vernieuwd. De werkwijze waarmee de bedekking gebeurt, is een gebruikelijke werkwijze zoals bijvoorbeeld bij de groottechnische werkwijze van het vuur verzinken of vuur vertinnen voor het vervaardigen van veredelde metallische eindeloze 20 profielen (bijvoorbeeld draden en strengprofielen), maar ook voor het vervaardigen van een zogenaamd witblik voor drank- en conservenblikken bekend is (bronnen: a) http//www.stahl-info.de: Schmelztauchveredeltes Band und Blench, b) http//www.feuerverzinken.com/: Fachinfo, Arbeitsblatter, Feuerverzinken, 1.1. Korrosionsschutz mit Zink). Volledig 25 analoog wordt bij het vuurvertinnen een continue vervaardigd materiaalprofiel door een tinsmelt gevoerd (zie bijvoorbeeld www.nrvmetall.com. Prymetall GmbH & Co. KG, firmaprospectus OV_SN_0511_D: Verzinnte Bander ihre Eigenschaften und Anwendungen). In beide werkwijzen wordt aansluiten door speciale afstrijkers de gewenste 10 laagdikte ingesteld die normaliter in het gebied tussen 0,8 micrometer en 16 micrometer ligt.

De metaalsmelt 26 (bij voorkeur een zuiver tinbad), waarin telkens een omlopende bandelektroden 21 of 22 na het passeren van de plaats van 5 de plasmaopwekking 6 wordt ondergedompeld, dient niet alleen als elektrodebedekking, maar tegelijkertijd als contactvorming met het ontladingsschakelcircuit van een hoogspanningsimpulsgenerator 4 en voor elektrodenkoeling. De bandelektroden 21 en 22 worden telkens door een aandrijfeenheid 3 in omloopbeweging verzet, waarbij elke bandelektrode 21 10 respectievelijk 22 na de plaats van de plasmaopwekking 6 in de metaalsmelt 26 wordt ondergedompeld, naar het uittreden uit de metaalsmelt 26 een afstrijkeenheid 27 (bij voorkeur met mechanische afstrijkers of gasspuitopeningen) doorloopt en daarna opnieuw aan de plaats van de plasmaopwekking 6 wordt toegevoegd. Zelfs bij hoge omloopsnelheden van 15 de bandelektroden 21, 22 van enkele meters per seconde kan - in tegenstelling tot de draaiende schijfelektroden - de verblijfsduur van de band in de metaalsmelt 26 voor een optimale koeling nagenoeg naar keus worden ingesteld in geval de geometrische lengte van de houder 24 of 25 voor de koeling in de metaalsmelt 26 niet voldoende is, kan de weg van de 20 bandelektrode 21 of 22 (en daarmee ook de tijd van de ondergedompelde toestand) door meerdere geleiderrollen 23 in de houder 24 respectievelijk 25 (op de kleinste ruimte) nog verder worden verlengd. Als plaats van de plasmaontwikkeling 6 wordt in de vacuümkamer 1 een plaats uitgekozen waar de afstand van de bandelektroden 21 en 22 tot elkaar het geringst is, 25 waarbij voor het verhogen van de geleidbaarheid in het gewenste gebied emittermateriaal door een energiestraal 5 wordt verdampt. In het zelfopgewekte geleidende kanaal tussen de bandelektroden 21 en 22 wordt dan via de aan de houder 24 en 25 aangesloten impulsgenerator 4 een elektrische ontlading 61 ontstoken, die een heet stralend plasma opwekt. De 30 door het plasma uitgezonden straling wordt door een collectoroptiek 7 langs 11 de optische as 71 daarvan in een tussenfocus 72 afgebeeld, waarbij deze geconjugeerde bronplaats als stralingsbron voor specifieke belichtingstoepassingen wordt. In een voordelige uitvoering - zoals in Fig. 2 getoond - wordt de plaats van de plasmaopwekking 6 door verdamping 5 enkele druppels van een druppelstroom 62 van emittermateriaal (bijvoorbeeld xenon of tin) die door een druppelgenerator 63 wordt verschaft te definiëren waarbij een gepulste laserstraal 52 het emittermateriaal tussen de bandelektroden 21 en 22 verdampt voordat de elektrische ontlading 61 wordt ontstoken. Daarbij wordt de laser 51 met de 10 impulsfrequentie van de impulsgenerator 4 getriggerd, waarbij in het ideale geval ook de druppelgenerator 63 met dezelfde frequentie de druppelreeks 62 verschaft. Met een dergelijke inrichting wordt slechts zoveel emittermateriaal in de vacuümkamer 1 verschaft als ook kan worden verdampt, zodat de geleidbaarheid van het restgas in het vacuüm slechts op 15 de zo verschafte plaats van de gewenste plasmaopwekking 6 cyclisch is verhoogd. De bandelektroden 21 en 22 zijn volgens Fig. 2 over meerdere (bij voorbeeld vijf in 1 vlak geplaatste) omleidende geleiderrollen 23 door de metaalsmelt 26 gevoerd, om de bandelektroden 21 en 22 bij begrensde vergroting van de houder 24 en 25 over een zo lang mogelijke weg en 20 daarmee zo lang mogelijke tijdsduur) in de metaalsmelt 26 te houden.

Daarmee wordt enerzijds volgens de thermische belasting op de plaats van de plasmaontwikkeling 6 de koeling verbeterd en anderzijds de impulsgenerator 4 via de houder 24 en 25 betrouwbaarder in contact gebracht met de bandelektroden 21 respectievelijk 22. De bandelektroden 21 25 en 22 behoeven niet noodzakelijk - zoals hiervoor aangegeven - in één enkel vlak te worden gevoerd. Het kan onder voorwaarden nuttig zijn de geleiderrollen 23 (bij voorbeeld voor het verlengen van hun loopweg) in de metaalsmelt 26 in meerdere verschillende vlakken te geleiden, om de houder 24 en 25 zo mogelijk met betrekking tot hoogte of volume te 30 begrenzen. Verder is in Fig. 1 na het verlaten van de metaalsmelt 26 voor 12 elke bandelektroden 21 en 22 nog een koeleenheid 8 (met dwarsgerichte gasstroming of koelkamers) voor verdere afkoeling voorhanden. Het omlopen van de bandelektroden 21 en 22 geschiedt middels een aan één van de geleiderrollen 23 aangrijpende rotatieaandrijving 31. Om een speling van 5 de bandelektroden 21 en 22 te vermijden is één geleiderrol 23 als beweeglijk gelagerde spanrol 28 uitgevoerd. Verder is als collectoroptiek 7 voor het verzamelen van de door het plasma geëmitteerde straling een reflecterende schaaloptiek 73 voor scherende stralingsinval toegepast, waarbij meerdere metallische spiegelschalen coaxiaal in een ander zijn geschakeld. Daarmee 10 wordt de plaats van de plasmaopwekking 6 in een tussenfocus 72 afgebeeld. Voor het verminderen van de thermische belasting van de geleiderrollen 23 toont Fig. 3 een uitvoeringsvorm waarbij een elektronenstraal 53 het plasma in de vacuümkamer 1 initieert in een gebied dat niet aan een geleiderrol 23 van de bandelektroden 21, 22 aanlegt. Het verdamper van 15 emittermateriaal geschiedt in dit voorbeeld door een elektronenstraal 53 die op een oppervlak van één van de bandelektroden 21 of 22 is gericht om van daar het bedekkingsmateriaal tin (tegelijkertijd emittermateriaal) te verdampen. Het verdampen van de tinlaag van één van de oppervlakken van de bandelektroden 21 en 22 door middel van de elektronenstraal 53 20 dient ertoe om de gewenste plaats van de plasmaopwekking 6 te definiëren, zodat de elektrische ontlading 61 reproduceerbaar wordt ontstoken. In dit voorbeeld zijn de delen van de bandelektroden 21 en 22 die de geringste onderlinge afstand hebben parallel aan elkaar, zodat de verdamping van de tin de enige maatregel voor het bepalen van de plaats van de elektrische 25 ontlading 61 vormt. De parallelgeleiding van de bandelektroden 21 en 22 tussen twee tegengesteld lopende paren van geleiderrollen maakt echter mogelijk de met de plasmaopwekking ontstane sterke thermische belasting van de geleiderrollen verwijderd te houden, zodat deze niet additioneel behoeven te worden gekoeld. Alle overige elementen zoals bijvoorbeeld 30 spanrollen 28, additionele koelinrichting 8 en het veelvoud van 13 geleiderrollen binnen de behouder 24 en 25 voor de tinsmelt 26 zijn evenzo gerealiseerd als in Fig. 2. Ook de uitvoering van de aandrijving van de bandelektroden 21 en 22 aan een in de vacuümkamer 1 aanwezige geleiderrol 23 is gerealiseerd zoals in Fig. 2, waarbij in dit geval de 5 draaibeweging middels een motor bij voorkeur buiten de vacuümkamer wordt opgewekt en op de zich in de vacuümkamer 1 bevindende geleiderrol 23 vacuümdicht en verslijtarm via een magneetkoppeling (niet getoond) wordt overgedragen.

Een uitvoeringsvorm van de EUV-bron, waarbij de bandelektroden 10 21 en 22 scheef ten opzichte van elkaar in hun respectievelijke houder 24 en 25 staan, wordt getoond in Fig. 4. Het bedekkingsmateriaal bestaat in dit voorbeeld uit effectief emittermateriaal (bijvoorbeeld zuiver tin) dat in het vakgebied van zuurvertinnen op de bandelektroden 21 en 22 wordt opgebracht. Additioneel worden druppels uit hetzelfde emittermateriaal 15 (tin) op de plaats van de gewenste plasmaopwekking gericht en met een lasterstaat 52 verdampt. De navolgende elektrische ontlading 61 ontsteekt het stralingsemitterende plasma waarvan de stralingsopbrengst door de elektrodenbedekking met emittermateriaal nog wordt verbeterd. De vlakken waarin de bandelektroden 21 en 22 (tenminste op de plaats van de 20 plasmaopwekking 6 in de vacuümkamer 1) verlopen snijden elkaar in een richting die in hoofdzaak parallel aan het oppervlak van de tinsmelt 26 verloopt. De voor het houden van de geleiderrollen 23 toegepaste geleiderplaten staan onder een dezelfde voet scheef ten opzichte van elkaar. Daardoor zijn de zich tussen twee geleiderrollen 23 bevindende delen van de 25 bandelektroden 21 en 22 waartussen de elektrische ontlading 61 zal plaatsvinden, geometrisch scheef ten opzichte van elkaar georiënteerd en hebben op de plaats van de gewenste plasmaopwekking 6 de kleinste afstand tot elkaar die ongeveer in het midden tussen de laatste geleiderrol 23 voor de plaats van de plasmaopwekking 6 en het onderdompelpunt in de 30 tinsmelt 26 ligt. Op deze plaats wordt de elektrische ontlading 61 door de 14 onmiddellijk daarvoor plaatsvindende laserverdamping van een tussen de bandelektroden 21 en 22 ingebrachte tindruppel van de druppelstroom 62 geïnitieerd, waardoor in het ontladingsgebied het plasma ontstaat. De druppels van de druppelstroom 62 worden door een druppelgenerator 63 5 opgewekt die zo is geplaatst dat de druppelstroom 62 in één van de beide houders 24 of 25 is gericht om niet verdampt emittermateriaal te hergebruiken.

Fig. 4 toont voorts een collectoroptiek 7 in de vorm van een reflecterende wissellaagoptiek 74 (multilayer mirror opties), waarbij de door 10 het plasma geëmitteerde straling met nagenoeg loodrechte stralingsinval wordt verzameld en in een tussenfocus 72 wordt gefocusseerd. De optische as 71 van de collectoroptiek 7 loopt door de gewenste plaats van de plasmaopwekking 6 en is zo gericht dat de uitsluitend in de stralengang verblijvende bandelektroden 21 en 22 (aangezien alle andere elementen 15 volgens de uitvinding ver naar buiten geplaatst zijn) bij de afbeelding van het plasma via de collectoroptiek 7 een zo klein mogelijke schaduw werpen.

De toepassing van een dergelijk (bij voorkeur als Mo/Si-wissellaagsysteem opgebouwd) collectoroptiek 7 is in deze inrichting volgens Fig. 4 van groot voordeel wanneer de beide bandelektroden 21 en 22 smal 20 zijn en in het gebied van de elektrische ontlading 61 scheef ten opzichte van elkaar verlopen, zodat ze over de totale ruimtehoek van 4π slechts een zeer geringe schaduwwerping veroorzaken.

Fig. 5 toont een zijaanzicht van de in Fig. 4 beschreven inrichting met nagenoeg loodrecht reflecterende wissellaagoptiek 74. De kijkrichting is 25 in Fig, 4 van rechts achter langs de snijlijn van de vlakken van de geleide platen 29 waaraan de bandelektroden 21 en 22 omlopen gekozen. Door de in doorsnee weergegeven 24 en 25 voor de tinsmelten 26 die met verschillende polen van de impulsgenerator 4 in verbinding staan (slechts in Fig. 1 tot 3 weergegeven) zijn de gekozen scheepstelling van de geleiderplaten 29 en ook 30 de binnen de tinsmelt 26 bevindende geleiderrollen 23, die de loopweg van 15 de bandelektroden 21 en 22 in hun respectievelijke houder 24 en 25 door meandervormige geleiding verlengen beter herkenbaar. De afstrijker 27 is op grond van overzichtelijkheid niet getoond. Zij kan in analogie met Fig. 1 tot 3 worden aangebracht. In tegenstelling tot Fig. 4 zijn in Fig. 5 5 additioneel de straalkegel van de door de wissellaagoptiek 74 ontvangen en de naar de tussenfocus 72 gereflecteerde stralenbundel weergegeven. Alle overige ruimtelijke plaatsvereisten en functieverlopen stemmen met die van Fig. 4 overeen en kunnen daarvan worden overgenomen.

Samenvatting 10 De uitvinding heeft betrekking op een inrichting voor het opwekken van extreem ultraviolette (EUV-)straling op basis van een door middel van elektrische ontlading opgewekte plasma. Het doel om een nieuwe mogelijkheid voor stralingsbronnen op basis van een elektrische ontlading te realiseren die een lange levensduur van de gebruikte 15 elektroden en een grote ruimtehoek voor de bundeling van de door het plasma geëmitteerde straling oplevert, wordt volgens de uitvinding bereikt doordat de dikte-elektroden in de vorm van twee eindeloze over geleiderrollen 23 omlopende bandelektroden 21, 22 voorhanden zijn die een gebied met een onderlinge geringste afstand hebben waarin de elektrische 20 ontlading 61 plaatsvindt, waarbij de bedekking door energiestraalstimulatie en plasmaopwekking tenminste ten dele wordt geofferd, en middelen voor het aandrijven 3 van elke bandelektroden 21, 22 zodanig zijn geplaatst dat de bandelektroden 21, 22 tijdens een omloop na het onderdompelen in een metaalsmelt 26 door het afstrijken 27 voor het verkrijgen van een 25 gedefinieerde dikte van bedekkingsmateriaal worden gevoerd, in een vacuümkamer 1 op een plaats van de gewenste plasmaopwekking 6 worden geleid en na de elektrische ontlading 61 voor regeneratie van de bedekking en voor elektrische contactvorming van de elektroden 21, 22 met een gepulste hoogspanningsbron 4 in de metaalsmelt 26 worden teruggevoerd.

Claims

1. Inrichting voor het opwekken van extreem ultraviolette straling op basis van een door middel van elektrische ontlading opgewekt plasma, 5 waarbij elektroden zijn bedekt met een bedekkingsmateriaal dat bij door energiestraal veroorzaakte lokale verdamping van emittermateriaal en aansluitende plasmaopwekking door de elektrische ontlading tussen de elektroden tenminste ten dele wordt opgeofferd en door een continue beweging van de elektroden vernieuwbaar is, waarbij voor elke elektrode 10 een houder met een metaalsmelt uit bedekkingsmateriaal beschikbaar is voor het regenereren van de bedekking en voor elektrische contactvorming van de elektroden met een gepulste hoogspanningsbron, met het kenmerk, dat de elektroden in de vorm van twee eindeloze over geleiderollen (23) 15 omlopende bandelektroden (21, 22) zijn verschaft die een gebied met geringe afstand ten opzichte van elkaar verschaffen waarin de elektrische ontlading (61) voor het opwekken van het plasma optreedt, elke bandelektrode over tenminste een geleiderol in de met de metaalsmelt gevulde houder is gevoerd, waarbij de respectieve 20 bandelektrode (21, 22) met een wezenlijk vergroot deel van de bandlengte in de metaalsmelt (26) is ondergedompeld en na het uittreden uit de metaalsmelt (26) door een afstrijker (27) is gevoerd, om een gedefinieerde dikte van het bedekkingsmateriaal op de bandelektrode (21, 22) te verkrijgen, en 25. middelen voor het aandrijven (3) van elke bandelektrode (21, 22) zijn verschaft, waarbij de bandelektrode (21, 22) tijdens een omloop in de houder (24, 25) met metaalsmelt (26) is ondergedompeld, in een vacuümkamer (1) aan een plaats van de gewenste plasmaopwekking (6) is 1 0 3 3 983 voorbij gevoerd en na de elektrische ontlading (61) in de houder met metaalsmelt (26) is teruggevoerd.

2. Inrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de 5 bandelektroden (21, 22) als gesloten vlakke banden met geringe breedte zijn uitgevoerd.

3. Inrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de bandelektroden (21, 22) als gesloten ronde draden zijn uitgevoerd. 10

4. Inrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de bandelektroden (21, 22) als gesloten strengprofiel met kleine doorsneevlakken en eventueel convexe doorsneevlakken zijn uitgevoerd.

5. Inrichting volgens een der conclusies 1-4, met het kenmerk, dat als bedekkingsmateriaal zuiver tin is verschaft.

6. Inrichting volgens een der conclusies 1-4, met het kenmerk, dat als bedekkingsmateriaal tinverbindingen of tinlegeringen zijn verschaft. 20

7. Inrichting volgens een der conclusies 1-4, met het kenmerk, dat als bedekkingsmateriaal zuiver zink is verschaft.

8. Inrichting volgens een der conclusies 1-4, met het kenmerk, dat als 25 bedekkingsmateriaal zinkverbindingen of zinklegeringen zijn verschaft.

9. Inrichting volgens een der conclusies 1-8, met het kenmerk, dat voor het verlengen van de loopweg van de bandelektrode (21, 22) in de houder (24, 25) van de metaalsmelt (26) ten minste twee geleiderollen (23) 30 voor het geleiden van de bandelektrode 21, 22) zijn verschaft.

10. Inrichting volgens een der conclusies 1-8, met het kenmerk, dat voor het verlengen van de loopweg van de bandelektrode (21, 22) in de houder (24, 25) van de metaalsmelt (26) ten minste drie geleiderollen (23) 5 voor het meandervormig geleiden van de bandelektrode 21, 22) zijn verschaft.

11. Inrichting volgens een der conclusies 1-10, met het kenmerk, dat een koelinrichting (8) voor additionele koeling van de bandelektrode (21, 22) 10 na het doorlopen van de houder (24, 25) van de metaalsmelt (26) is geplaatst.

12. Inrichting volgens een der conclusies 1-11, met het kenmerk, dat ten minste een geleiderol (23) als spanrol (28) voor de bandelektrode (21, 22) 15 verstelbaar gelagerd is.

13. Inrichting volgens een der conclusies 1-12, met het kenmerk, dat de bandelektroden (21, 22) door een rotatieaandrijving (31) aan een geleiderol (23) zijn aangedreven. 20

14. Inrichting volgens een der conclusies 1-13, met het kenmerk, dat de bandelektroden (21, 22) door magneetkoppeling (32) zijn aangedreven.

15. Inrichting volgens een der conclusies 1-14, met het kenmerk, dat de 25 geleiderollen (23) van een bandelektrode (21, 22) zodanig zijn geplaatst, dat de bandelektrode (21, 22) in een enkel vlak omloopt.

16. Inrichting volgens conclusie 15, met het kenmerk, dat elke bandelektrode (21, 22) in een vlak is geplaatst dat met het vlak van de 30 andere bandelektrode (21, 22) overeenkomt, waarbij de bandelektroden (21, 22. in een gebied van de vacuümkamer (1) door tegenoverliggende geleiderollen (23) een kleinste afstand ten opzichte van elkaar hebben, waardoor de plaats van de gewenste plasmaopwekking is gedefinieerd.

17. Inrichting volgens conclusie 15, met het kenmerk, dat elke bandelektrode (21, 22) in een vlak is geplaatst dat met het vlak van de andere bandelektrode (21, 22) overeenkomt, waarbij de bandelektroden (21, 22) in een begrensd deel van de vacuümkamer (1) met geringe onderlinge afstand parallel zijn uitgericht en de plaats van de gewenste 10 plasmaopwekking (6) daardoor is gedefinieerd dat door middel van lokale energietoevoer door middel van een energiestraal (5) ten gevolge van een verdamping en voorionisatie van emittermateriaal de elektrische ontlading (61) doelgericht teweeg te brengen is.

18. Inrichting volgens conclusie 15, met het kenmerk, dat elke bandelektrode (21, 22) in een vlak is geplaatst dat van het vlak van de andere bandelektrode (21, 22) verschilt, zo dat delen van de bandelektroden (21, 22) op de plaats van de gewenste plasmaopwekking (6) scheef ten opzichte van elkaar zijn uitgericht en een plaats met een kleinste afstand 20 verschaffen.

19. Inrichting volgens een der conclusies 1-18, met het kenmerk, dat een energiestraal (5) voor het verdampen van emittermateriaal op de gewenste plaats van plasmaopwekking (6) tussen de beide bandelektroden 25 (21, 22) is gericht, zodat door de voorionisatie van het emittermateriaal een gebied met hogere geleidbaarheid voor lokaal begrensde ontlading en plasmatotstandkoming tussen de beide bandelektroden voert.

20. Inrichting volgens conclusie 19, met het kenmerk, dat als 30 emittermateriaal tin of een tinhoudende verbinding of legering is verschaft.

21. Inrichting volgens conclusie 20, met het kenmerk, dat de energiestraal (45) op de gewenste plaats van de plasmaopwekking (6) op het bedekkingsmateriaal van de bandelektroden (21, 22) is gericht, waarbij als 5 bedekkingsmateriaal een metallisch emittermateriaal is ingezet.

22. Inrichting volgens conclusie 19, met het kenmerk, dat de energiestraal (5) op de gewenste plaats van de plasmaopwekking (6) tussen de beide bandelektroden (21, 22) op een druppelstroom (62) van 10 emittermateriaal is gericht, waarbij telkens een druppel wordt verdampt om doormiddel van de elektrische ontlading het plasma op te wekken.

23. Inrichting volgens conclusie 22, met het kenmerk, dat de druppelstroom (62) uit Xenon bestaat. 15

24. Inrichting volgens conclusie 19 of 20, met het kenmerk, dat de energiestraal (5) op de gewenste plaats van de plasmaopwekking (6) tussen de beide bandelektroden (21, 22) op een druppelstroom (62) van emittermateriaal is gericht, waarbij telkens een druppel wordt verdampt en 20 het emittermateriaal tegelijkertijd als bedekkingsmateriaal van de bandelektroden (12, 22) is ingezet.

25. Inrichting volgens conclusie 24, met het kenmerk, dat als emittermateriaal tin of een tinhoudende verbinding of legering is verschaft. 25

26. Inrichting volgens een der conclusies 19-25, ,met het kenmerk, dat de energiestraal (5) een laserstraal (52) is.

27. Inrichting volgens een der conclusies 19-25, met het kenmerk, dat 30 de energiestraal (5) een elektronenstraal (53) is.

28. Inrichting volgens conclusie 19, met het kenmerk, dat de energiestraal (5) op een van de oppervlakken van de bandelektroden (21, 22) is gericht. 5

29. Inrichting volgens conclusie 19, met het kenmerk, dat de energiestraal (5) op een additionele druppelstroom (62) van emittermateriaal tussen de bandelektroden (21, 22) is gericht.